Симисторный регулятор мощности

Симисторные регуляторы мощности — своими руками, принцип работы, схема и цена

Симисторный регулятор мощности

Симисторные регуляторы мощности работают, используя фазовое управление. Они могут применяться, для изменения мощности различных электрических устройств работающих используя переменное напряжение.

Среди приборов могут быть электрические лампы накалывания, нагревательные приборы, электродвигатели переменного тока, трансформаторные сварочные аппараты, и многие другие. Они имеют большой диапазон регулировки, что дает им большой диапазон применения, в том числе и в быту.

Описание и принцип работы

Работа прибора основана на регулировании задержки включения симистора, когда происходит переход сетевого напряжения через ноль. Симистор в начале полупериода пребывает в положении закрыто. После того как вырастает напряжение положительной полуволны конденсатор заряжается со сдвигом по фазе от напряжения сети.

Этот сдвиг определяют значения сопротивления резисторов P1, R1, R2, и емкости конденсатора C1. При достижении на конденсаторе пороговой величины, включается симистор. Он становится проводящим, пропуская напряжения, этим он шунтирует цепь с резисторами и конденсаторами. Когда полупериод проходит через 0, симистор запирается.

Затем, когда конденсатор зарядится, вновь при отрицательной волне напряжения открывается. Такая работа симистора возможна благодаря его структуре. Он имеет пять слоев полупроводников с управляющим электродом. Что дает ему возможность менять местами анод с катодом.

Говоря проще, его можно представить в виде двух тиристоров с встречно-параллельным подключением.

Область применения

Симисторные регуляторы мощности нашли свое применение не только в быту, но и во многих отраслях промышленности. В частности они успешно заменяют громоздкие релейно-контактные схемы управления. Помогают устанавливать оптимальные токи в автоматических сварных линиях, и во многих других отраслях.

Что же касается использования этих приборов в быту, то его использование самое разнообразное. От регулирования напряжение на лампы накалывания, до регулирования скорости вращения вентилятора. В двух словах диапазон насколько разнообразный, что его непросто описать.

Виды симисторных регуляторов мощности

Говоря об этих приборах, следует отметить, что все они работают по одному принципу. Главное их отличие это мощность, на которую они рассчитаны. Вторым отличием будет схема управления. Некоторые виды симистором могут потребовать более тонкой настройки управляющих сигналов. Управление может быть самым разнообразным, от конденсатора и пары резисторов, до современного микроконтроллера.

Схема

В регуляторах мощности может применяться много различных схем. Самой простой схемой считается применение переменного резистора, а самой сложной современного микроконтроллера. Если его использовать в домашних условиях, то можно остановиться на самой простой.

Её будет достаточно для большинства потребностей. Кроме регулировки освещенности, часто регулятор используют для паяльника. Те, кто любит заниматься дома электротехникой, имеют необходимость регулировать температуру паяльника.

Делать это с помощью переменных резисторов неудобно, плюс к этому идут большие потери электроэнергии. Лучшим выходом будет использование симисторного регулятора.

Как собрать регулятор

Для сборки возьмем простейшую принципиальную схему. В этой схеме используется симистор VD2 – ВТВ 12-600В (600 – 800 В, 12 А), резисторы: R1 -680 кОм, R2 – 47 кОм, R3 – 1.5 кОм, R4 – 47 кОм. Конденсаторы: С1 – 0,01 мФ, С2 – 0,039 мФ.

Чтобы собрать такую схему своими руками, вам понадобится делать определенные действия в правильном порядке:

  1. Необходимо приобрести все детали с перечня представленного выше.
  2. Вторым этапом будет разработка печатной платы. При разработке следует учесть, что часть деталей будет выполнена навесным монтажом. А часть деталей установится непосредственно в плату.
  3. Создание платы начинается с прорисовки рисунка с расположением деталей и контактных дорожек между деталями. Затем рисунок переносят на заготовку платы. Когда рисунок перенесен на плату, то далее все идет по известной методике. Травление платы, сверление отверстий под детали, лужение дорожек на плате. Многие используют для получения рисунка платы современными компьютерными программами, такими как Sprint Layout, но если у вас их нет ничего страшного. В данном случае мы имеем небольшую схему. Её можно сделать вручную.
  4. Когда плата готова, вставляем в подготовленные отверстия необходимые радиодетали детали, укорачиваем кусачками длину контактов до необходимой и начинаем пайку. Для этого прогреваем паяльником место контакта на плате, подносим к нему припой, когда припой расплывётся по поверхности в точке контакта, убираем паяльник, даем охладиться припою. При этом все детали должны оставаться на местах, не двигаться. При пайке следует соблюдать меры безопасности. В первую очередь надо беречься от ожогов, их может причинить контакт с паяльником, или брызги раскаленного припоя или флюса. Следует иметь одежду, максимально защищающую все участки тела. А для защиты глаз, необходимо надеть защитные очки. Место пайки должно быть в проветриваемом помещении, поскольку в процессе работы могут появляться едкие газы.
  5. Заключительным этапом сборки будет размещения полученной платы в коробку. Какую выбрать коробку, это будет напрямую зависеть от типа вашего регулятора. В случае с нашей схемой будет достаточно коробки размером с пластмассовую розетку. Небольшое количество деталей, самая большая из них переменный резистор, занимают мало места, и помещаются в маленькое пространство.
  6. Последним шагом будет проверка и настройка прибора. Для этого понадобится измерительный прибор для контроля напряжения, и устройство для нагрузки, в нашем случае паяльник. Вращая ручку регулятора, надо исследовать, насколько плавно меняется напряжения на выходе. При необходимости можно нанести метки возле резистора регулировки.

Цена

Рынок изобилует большим количеством предложений, с различным уровнем цен. На цену симисторных регуляторов мощности в первую очередь влияют несколько параметров:

  1. Мощность изделия, чем мощнее мощность, тем будет дороже ваш прибор.
  2. Сложность схемы управления, в самых простых схемах, основную стоимость ложится симисторы. В сложных схемах управления, где применены микроконтроллеры цена может вырасти из-за них. Они дают дополнительные возможности, соответственно за большую цену. Так регулятор на резисторе с показателями напряжения 220 В, мощность 2500 Вт. стоит 1200 рублей, а на микроконтроллере с такими же параметрами 2450 руб.
  3. Бренд изготовителя. Иногда за раскрученный бренд можно отдать на 50 % больше.

Советы и рекомендации

Сейчас можно встретить регуляторы мощности собранные по различным схемам. У каждой из них будут свои положительные стороны и недостатки.

Современные регуляторы делятся на два типа, микропроцессорные и аналоговые. Аналоговые регуляторы можно отнести к системам экономного класса. Они известны со времен СССР, просты в исполнении и дешевые.

Самым главным их недостатком есть постоянный контроль хозяина, или оператора.

Приведем простой пример, вам надо на выходе иметь напряжения 170 В., Когда вы выставляли это напряжения, подающее напряжение было 225 В, а теперь представим, что входящее напряжение изменилось на 10 В, соответственно измениться напряжение на выходе.

Если величина выходного напряжения влияет на процесс, то могут возникнуть проблемы. Кроме перепада подающего напряжения, на выходное могут влиять параметры самого регулятора.

Так как со временем меняться емкость конденсатора, на переменный резистор может влиять влажность окружающей среды, добиться стабильной его работы невозможно.

В регуляторах на микропроцессорах такой проблемы нет. В них реализована обратная связь, позволяющая оперативно регулировать управляющий сигнал.

Одним из важных моментов длительной эксплуатации будет ремонт и сервис. Микропроцессорные регуляторы представляют собой сложное изделия, для его ремонта потребуются специализированные сервисные центры. Аналоговые регуляторы легче поддаются ремонту. Его может сделать любой радиолюбитель в домашних условиях.

Делать окончательный выбор по симисторному регулятору мощности можно после изучений условий для его работы. Когда вам не нужна большая точность на выходе, то резонно отдать предпочтения аналоговому прибору, экономя при этом деньги. Когда на выходе необходима точность, не экономьте, покупайте микропроцессорный прибор.

Читайте также:  Включение и выключение нагрузки одной кнопкой без фиксации

Источник: http://househill.ru/kommunikacii/electrika/svet/regulyatory-moshhnosti.html

Регулятор мощности на симисторе: учимся использовать все преимущества устройства

Небольшой полупроводниковый прибор «симистор», или симметричный тринистор (тиристор), за своим сложным названием скрывает достаточно простой принцип действия, сравнимый с работой двери в метро.

Обыкновенные тиристоры можно сравнить с простой дверью: если ее закрыть, прохода не будет. И работает такая дверь в одном направлении. Симисторы же работают в обоих направлениях.

Именно поэтому сравнение с дверью в метрополитене: куда ее не толкают, она отрывается и пропускает поток пассажиров в любом направлении.

Структура устройства и область его применения

Двухстороннее действие симистора обусловлено его особенной структурой. Его катод и анод способны, в некотором смысле, меняться местами и выполнять функции друг друга, пропуская ток в обратном направлении. Это возможно благодаря тому, что симистор имеет 5 полупроводниковых слоев и управляющий электрод.

Для простоты понимания физических процессов, протекающих в симисторе можно представить его в виде двух встречно-параллельно подключенных тиристоров.

Симисторы применяются в различных схемах в качестве бесконтактных ключей и имеют ряд преимуществ перед контакторами, реле, пускателями и подобными электромеханическими элементами:

  • симисторы долговечны, практически неубиваемы;
  • там где есть электромеханика, есть ограничения по частоте коммутаций, износ, и соответствующие риски и проблемы, а с полупроводниками таких нюансов не возникает;
  • полное отсутствие искрообразования и связанных с ним рисков;
  • возможность проводить коммутацию в моменты нулевого сетевого тока, что снижает помехи и влияние на точность работы схем.

Схема простого регулятора мощности на симисторе

Чаще всего симисторы применяются в схемах регулирования мощности. Один из самых простых и распространенных регуляторов мощности на симисторе КУ208Г показан ниже.

Как видно на рисунке, силовая цепь схемы оснащена симистором типа КУ208, а цепь его управления включает лишь один элемент – транзистор типа П416А.

Наладка работы устройства сводится в итоге к подбору номинала резистора R1 и проходит в такой последовательности:

  • движок резистора R4 установить в нижнее положение;
  • вместо резистора R1 установить переменный резистор с сопротивлением 150 Ом;
  • установить переменный резистор в максимальное положение;
  • подключить к нагрузке вольтметр переменного тока;
  • подключить устройство к сети.

Далее необходимо вращать движок резистора R1 и отслеживать напряжение на нагрузке: необходимо добиться, чтобы оно перестало увеличиваться. В найденном положении необходимо измерить сопротивление переменного резистора, и соответственно будет установлено необходимо сопротивление резистора R1. Именно с таким номиналом необходимо будет установить постоянный резистор R1 в схему на место переменного образца.

Обратная связь в симисторных схемах регулирования

Для управления мощностью (температурой) нагревательных элементов различных приборов, скоростями вращения двигателей и т.д.

в последнее время, несмотря на большую стоимость, чем электромеханика, применяется регулятор мощности на симисторе.

Необходимость использования дополнительного радиатора для такой схемы – это небольшая плата взамен отсутствию рисков искрения, долгому сроку безотказной работы, стабильности выдаваемых параметров.

Такая схема регулирования распространена в приборах типа паяльников, электродрелей и т.д.

Ниже приведен пример еще одной схемы регулирования мощности на симисторе. Это схема для регулирования скорости двигателя промышленной швейной машины.

Схема собрана на симисторе VS1, выпрямительных вентилях VD1 и VD2, и переменном резисторе R3 в цепи управления. Особенностью и ключевой отличительной чертой такой схемы является обратная связь.

Симистор, пропускающий ток в обоих направлениях – это лучшее решение для схем регулирования, где необходимо наличие такой обратной связи.

Сравнивая с устаревшими коммутационными технологиями, можно обозначить еще одно явное преимущество схем регулирования мощности на симисторах – это возможность обеспечения качественной обратной связи и соответственно корректировки работы по обратной связи.

Особенности и преимущества схемы:

  1. В данном случае реализована обратная связь по нагрузке, что позволяет усиливать обороты двигателя и обеспечивать плавную бесперебойную работу машины в случае возрастания нагрузочных усилий. При этом все операции выполняются схемой автоматически. Не возникает искрений или перегрева. Как видно из рисунка, теплоотвода не предусмотрено.
  2. Данная схема – это регулирование активной мощности приборов. Не рекомендуется применение таких схем в системах регулирования интенсивности освещения. По ряду причин, осветительные приборы будут сильно мигать.

  3. Коммутация симистора в данной схеме происходит строго в моменты перехода через «0» сетевого напряжения, поэтому можно заявлять о полном отсутствии помех со стороны регулятора.
  4. Приводится в действие, то есть включается симистор от поступающего на управляющий электрод положительного импульса при положительном напряжении на аноде, либо от отрицательного импульса при отрицательном положении на катоде. Катод и анод, учитывая особенности двунаправленной работы симистора тут условные. в зависимости от работы в разных направлениях они будут меняться функциями.
  5. В роли источника импульсов для управления симистором может быть применен двунаправленный динистор. Либо, из соображений удешевления схемы, можно подключить во встречно-параллельном направлении пару обыкновенных динисторов. Для обеспечения большей ширины диапазона регулирования малых напряжений оптимальным выбором станут динисторы типа КНР102А. Еще один вариант ключевого элемента – лавинный транзистор.
  6. Регулирования активной и реактивной мощности имеют некоторые отличительные особенности. Управление индуктивной нагрузкой требует включения в схему RC-цепочки (параллельно симистору). Это позволит сдерживать скорость увеличения напряжения на аноде симистора.

Видео о симисторном регуляторе мощности

Источник: http://elektrik24.net/elektrooborudovanie/simistory/regulyator-moshhnosti.html

Что такое симистор и как используется

Любая электроника основана на комплексе различного рода элементов, которые обеспечивают функционирование электроприборов. Симистор – один из необходимых микроприборов. Смотрите обзор видов светодиодных фитоламп для рассады растений здесь: http://howelektrik.ru/osveshhenie/lampy/svetodiodnye-fitolampy-dlya-rassady-rastenij-obzor-vidov-i-kak-vybrat.html.

На фото представлены симисторы

Что это такое?

Симистор – полупроводниковый прибор, получивший свое названия от слов СИМетричный тирИСТОР.  Изобретен в СССР, на одном из заводов, и запатентован на полгода раньше, чем в США.

Принцип работы

Принцип работы симистора основан на обеспечении проходимости электрического тока в обоих направлениях, а не в одном, как в тиристоре.

Одним из несомненных преимуществ симистора является и тот факт, что для обеспечения проходного канала не требуется наличие постоянного уровня напряжения на управляющем ключе.

Достаточно лишь наличие его не выше определенного уровня, в зависимости от применения.

Говоря о видах симисторов, следует принять тот факт, что это симистор является одним из видов тиристоров.  Когда имеются в виду различия по работе, то и тиристор можно представить своего рода разновидностью симистора. Различия касаются лишь по управляющему катоду и в разных принципах работы этих тиристоров. Читайте что такое импульсный блок питания.

Импортные симисторы широко представлены на отечественном рынке.

Их основное отличие от отечественных  симисторов заключается в том, что они не требуют предварительной настройки в самой схеме, что позволяет экономить  детали и место на печатной плате.

Как правило, они начинают работать сразу после включения в схему. Следует лишь точно подобрать необходимый симистор по всем требуемым характеристикам.

  • На замену Z00607 хорошо подходят ы BT131-600, только они максимально подходят по всем характеристикам
  • На снимке BT131-600

  • Полностью аналогичный у Z7M является МАС97А8.
  • z3m . Такой же , как и чуть выше.  Различия в токе по управляющему ключу и в максимальном напряжении. Полностью аналогичен по замене на  MAC97A8
  • ВТА 16 600 — импортный , рассчитанный на использование в цепях до 16 ампер и напряжением до 600 вольт
  • M2lZ47. Этот очень часто используется концерном Samsung в производстве бытовых приборов.  Аналогом этого полупроводника и, несомненно, более лучшим, является BT 134-800. ы m2lz47 являются не самыми надежными с точки зрения условий эксплуатации в приборах с нестабильными параметрами питающей сети.
  • m2lz47 представлен ан фото

  • тс122 25. Данный симистор очень часто называют силовым тиристором, так как он используется в электроприборах или электроинструменте в механизмах плавного пуска.  Отличительной особенность данного а является его большая надежность на протяжении большого срока работы.
  • На снимке представлен тс122 25

  • 131 6 , другое название данного а  ВТ 131-600, но есть и упрощенное  название, и на многих деталях имеется именно упрощенная маркировка. С этим моментом очень часто связано то, что по оригинальной или упрощенной маркировке не всегда можно найти именно ту информацию, которая нужна.
Читайте также:  Квартирный звонок на isd1210p

Схемы управления

Схемы управления симистором отличаются простотой и надежностью.

Там, где без применения симисторов требовалось большое количество деталей, и производилась тщательная подгонка по параметрам – симисторы значительно упростили всю принципиальную схему.

 Включение в схему только основных элементов позволяет миниатюризировать не только саму печатную плату, но и весь прибор в целом. Читайте принцип работы индикаторной отвертки.

Схема управления симистором на рисунке

Схема диммера на симисторе позволяет создать компактное дополнение к выключателю освещения, для плавной регулировки уровня освещения. При необходимости схему можно дополнить компонентами для плавного изменения освещения в зависимости от яркости внешнего фона.

Схема диммера на симисторе

Схема регулятора на симисторе включает в себя непосредственно сам датчик температуры, питающую сеть, и прибор нагрузки. Изменение показаний датчика температуры приводит к изменени показателей тока на ключе симистора, что приводит либо к увеличению напряжения, либо к уменьшению.

Забудьте о сложных механических устройствах с биметаллическими пластинами и выгорающих контактах. Читайте инструкцию как отмотать электросчетчик на этой странице.

Схемы управления скоростью вращения двигателя принципиально ничем не отличаются по принципу построения от других аналогичных.

Нюансы касаются только параметров тока и напряжения на двигатель.

Управление симистором через оптопару позволяет подключать электрооборудование, которым нужно управлять. Непосредственно к компьютеру через порт LPT. Оптопара в данном примере позволяет защитить непосредственно материнскую плату компьютера от перегрузки и выхода из строя.  Своего рода умны предохранитель с функцией управления.

Управление симистором через оптопару на схеме

Управление симистором с микроконтроллера позволяет добиться очень точных показателей по току и напряжению, при которых происходит управление самим симистором и распределению питающего напряжения на различные устройства нагрузки.

Схема управления симистором с микроконтроллера на рисунке

Регулятор мощности

Регулятор мощности на симисторе обычно требует включения симистора в одну из ветвей выпрямителя, чтобы путем изменения импульсов питания двигателя добиться как можно маленьких промежутков в подаче питания на двигатель, чтобы не терялась мощность на низких оборотах.

Регулятор мощности на симисторе на схеме

Схема регулятора мощности выполняется в основном на силовом синисторе, выпрямительном диодовом мостике и по возможности с применением оптопары, для защиты управляющего входа от непредвиденных  поломок с целью предотвращения распространения неисправности.

Регулятор мощности на симисторе для индуктивной нагрузки — самая интересная ветвь применения симисторов. Проблема применения симисторов на индуктивной нагрузке заключается в том, что при многих диапазонах частот при подаче управляющего импульса сам симистор просто не успевает открыться. В итоге детали сгорают, эффекта ноль.

Одна из очень немногих схем предлагает решение в посылке нескольких импульсов вместо одного.

Регулятор мощности на симисторе для индуктивной нагрузки на схеме

Использование

Симисторы применяются практически везде. Это и блоки питания, и регуляторы мощностей и напряжения в бытовых приборах, в аудио и видеотехнике, в самолето-  и автомобилестроении.

Симисторный регулятор скорости не занимает много места, практические решения по использованию симистора в регуляторах различаются только показателями регулируемой скорости. Вследствие этого используются те или иные детали.

На снимке симисторный регулятор скорости

Симисторный регулятор напряжения не занимает много места, так как в нем отсутствуют громоздкие и устаревшие морально элементы. Вдобавок, такие регуляторы напряжения не зависят от перепадов напряжения, так как имеют совершенно другой принцип работы.

Симисторный регулятор напряжения на фото

Симисторный регулятор на вентилятор позволяет, не используя мощных компонентов в системе питания, регулировать обороты вентилятора без потери функциональности и перегрева отдельных компонентов согласно классической схеме построения блока управления.  Ниже напряжение – выше частота, и обороты вентилятора стабильны и на малых и на больших значениях.

Симисторный регулятор на вентилятор изображен на фото

Как проверить?

На фото проверка исправности симистора

При подозрениях на неисправность любую деталь нужно проверить. Для каждой отдельной детали есть свои способы проверки и все они отличаются по принципу работы детали и принципу работы использующихся приборов для проверки.

Проверка исправности тиристора на снимке

Как проверить мультиметром?

Симистор проверяется следующим образом. Для этого нужно два стрелочных омметра. Один подключаем к аноду и катоду симистора, а второй присоединяем к одному из анодов одним щупом.

На первом омметрепри рабочем синисторе будет наблюдаться сопротивление, стремящееся к бесконечности, но после присоединения второго щупа к управляющему электроду произойдет отпирание ключа и на первом приборе сопротивление моментально исчезнет.

Ознакомиться с руководством как выбрать детектор скрытой проводки и как им пользоваться можно здесь.

Можно проверить симистор мультиметром не выпаивая, но управляющий электрод отсоединить все-таки нужно. При присоединении омметра к аноду и катоду будет отмечаться бесконечное сопротивление, но после кратковременного замыкания управляющего электрода к плате произойдет отпирание затвора симистора

На снимке проверка симистра мудьтиметром

Проверка симистора тестером принципиально ничем не отличается от проверки вольтметром, так как то идентичные приборы и принцип действия отличается только тем, что тестер работает по принципу — есть или нет проводимость. Если же речь идет о классическом тестере, а не о собирательном названии.

Стоимость

Стоимость симисторов не высока, так как это уже далеко не деталь высоких технологий. Самые дорогие элементы из семейства симисторов стоят не дороже ста рублей за одну штуку.

Где купить симисторы?

Симисторы можно купить в лбом магазине, торгующим радиоэлектронными компонентами. Продаются как отечественные, так и импортные варианты полупроводников.

В Москве:

  1. Зао ЧИП и ДИП, ул. Перерва, д. 49 тел.  +7 495 544-00-08 тел. 495-3472800
  2. Терра Электроника Москва, ул. Дербеневская, дом 1, Бизнес-парк «Дербеневский»,
    корп. 1, подъезд 23 тел.: (495) 221-78-03
  3. Чипрезистор ул. Большая Черёмушкинская, д.25, стр.97 тел.: 8(499)7-555-078

В Санкт-Петербурге:

  1. ЗАО Atlas Electronic Group  Серпуховскаяул., 18, оф.1А, тел.: +7 (812) 325-08-56
  2. Коломяжский пр., д. 26, тел.: +7 (812) 300-35-63;
  3. Трамвайный пр., д. 12 тел.: +7 (812) 377-17-25

Видео

Смотрите на видео как проверить симистор:

Симисторы – ключевые детали в современных полупроводниковых приборах, и без них многие бытовые приборы были бы несравненно больше и часто выходили бы из строя, а о точности их работы не могло вестись вообще никаких разговоров.

Ноя 18, 2015Татьяна Сумо

Источник: http://howelektrik.ru/elektrooborudovanie/procheeel/chto-takoe-simistor-i-kak-ispolzuetsya.html

Симисторный регулятор мощности

Важно:

При потреблении нагрузкой более 2 А, симистор необходимо установить на охлаждающий радиатор.

Читайте также:  Устройство импульсного заряда/разряда акб на мк pic (эх, заряжу - 01)

Схема подключения модуля.

Внутренняя схема модуля.

Устройство предназначено для регулировки мощности в цепи нагрузки 220 В. Достигается это с помощью микроконтроллера Atmega8. На плате собран детектор нуля (переход фазы через 0). Благодаря этому возможна точная регулировка угла открытия симистора в диапазоне 0- 180 градусов в каждом полупериоде.

Данный метод управления симистором называется фазоимпульсным методом. Он хорош тем, что можно подключать осветительные приборы и плавно регулировать яркость их свечения. Кроме того можно подключать такую нагрузку, как нагревательные тэны, электроплиты, паяльник. Что позволяет плавно регулировать выделение тепла в нагрузке.

Допускается так же подключение двигателей переменного тока, (асинхронный однофазный двигатель небольшой мощности до 1 кВт) и коллекторных двигателей. Что позволяет плавно регулировать их обороты. Но фазоимпульсный метод обладает одним недостатком, таким как появлением радиопомех в момент открытия симистора при углах в 70-110 градусов.

Радиопомехи появляются из-за больших бросков тока в нагрузке.

Для избавления помех используются альтернативные методы управления симистором, такие как пропуск ПОЛУПЕРИОДОВ или ПЕРИОДОВ переменного тока. Это достигается с помощью алгоритма Брезенхема. Этот алгоритм так же реализован в нашем устройстве.

 Он идеально подходит для управления выделяемой мощностью в электроплитах, тэнах и других нагревательных приборах. Так как симистор всегда открывается в начале полупериода, когда коммутируемые токи очень малы, радиопомех отсутствуют.

Но для управления яркостью ламп накаливания этот метод не годится из-за заметного мерцания лампы.

Выбор метода управления достигается перемычкой на плате. При установленной перемычке между GND и MOSI работает фазоимпульсный метод, при снятой перемычке работает метод пропуска ПОЛУПЕРИОДОВ.

Модуль так же может быть полезен начинающим радиолюбителям, которые учатся постигать азы программирования микроконтроллеров. При желании можно написать и загрузить прошивку реализующую пропуск не ПОЛУПЕРИОДОВ а целых ПЕРИОДОВ переменного тока. Данный способ больше подходит для мощных нагрузок.

Кроме того в этом случае отсутствует постоянная составляющая которая присутствует при методе регулировке пропуска ПОЛУПЕРИОДОВ.

Постоянная составляющая присутствующая в методе пропуска ПОЛУПЕРИОДОВ не позволяет подключать к симистору такие индуктивные нагрузки как первичные обмотки трансформаторов или асинхронные двигатели.

При желании всегда можно загрузить в плату исходную прошивку ссылка для скачивания

На плате присутствует USART, а это значит что можно так же организовать управление мощностью через управляющую программу с компьютера. Для этого пользователь сам должен написать и загрузить соответствующую прошивку. Плата безопасна для подключения к компьютеру так как имеет гальваническую развязку от сети переменного тока.

Источник: https://chipster.ru/catalog/arduino-andmodules/control-modules/3402.html

Симисторный регулятор мощности

Основная схема простого регулятора мощности на симисторе, содержащая минимальное количество элементов, приведена на рис.1. В качестве симистора (другие наименования: триак, симметричный или двунаправленный тиристор) могут быть использованы КУ208Г, ТС106-10-4, ТС 112-10-4 и им подобные.

Регулятор позволяет регулировать мощность в нагрузке (осветительные и нагревательные приборы, коллекторные и асинхронные двигатели) путем изменения времени открытого состояния симистора (риc.2). Когда симистор закрыт, происходит заряд конденсатора С1 через нагрузку и резисторы R1 и R2.

Скорость заряда регулируется резистором R2, резистор R1 (типовое значение — 2 кОм) ограничивает максимальную величину тока заряда.

При достижении на конденсаторе порогового значения напряжения Uп происходит срабатывание ключа, он становится проводящим, конденсатор С1 быстро разряжается на УЭ (управляющий электрод), переводя симистор из закрытого состояния в открытое, при котором открытый симистор шунтирует цепь R1, R2, С1 напряжением Uот = 2…3 В.

В момент перехода сетевого напряжения через ноль происходит запирание симистора, затем — вновь заряд конденсатора C1, но уже отрицательным напряжением.

Конденсатор С1 выбирают обычно номиналом 0,1…1,0 мкФ типа БМ, МБИ, К73 и им подобных на напряжение не ниже 1,5…2 Uп. Резистор R2 подбирают соответственно номиналом 1,0…

0,1 МОм для обеспечения нужного диапазона изменения среднего напряжения в нагрузке.

Симистор включается положительным импульсом тока на УЭ при положительном напряжении на выводе 2 (условном аноде) и отрицательным импульсом тока на УЭ при отрицательном напряжении на выводе 2 относительно вывода 1 (условного катода). Таким образом, ключевой элемент для регулятоpa (рис.1) должен быть двунаправленным.

Проще всего в качестве ключевого элемента применить диак (двунаправленный динистор), как показано на рис.3.

Ввиду его дефицитности можно использовать встречно-параллельное включение однонаправленных динисторов типа КН102 (рис.4, 5).

Для более широкого диапазона регулирования в области малых напряжений на нагрузке желательно применение динисторов КНР102А с пороговым напряжением 20 В, при этом можно выбрать С1 = 0,1 мкФ, R2 = 470 кОм.

Динистор можно также включить в диагональ диодного мостика (рис.6). В качестве диодов можно использовать любые маломощные диоды с обратным напряжением не ниже 1,5… 2 Uп, например КД521, КД522, КД510 или мостик КД906.

В некоторых используемых в быту электромиксерах ранее из-за отсутствия диаков в качестве ключа применялся транзисторно-стабилитронный аналог динистора в диагонали диодного мостика (аналогично рис.7).

Пороговое напряжение ключа определяется стабилитроном, в качестве транзисторов могут быть использованы любые маломощные транзисторы. Напряжение порогового элемента в схеме на рис.7 — 10 В, при этом можно выбрать R2 = 330 кОм, C1 = 0,47 мкФ.

Резистор 51 Ом ограничивает ток разряда конденсатора C1.

Иногда в качестве ключевого элемента используют транзистор, работающий в лавинном режиме (рис.8) при этом можно выбрать R2 = 150 кОм, С1 = 0,25мкФ.

Можно также включить два отдельных ключевых элемента для положительного и отрицательного полупериодов напряжения сети с двунаправленным стабилитроном (рис.9), при этом можно выбрать R2 = 200 кОм, С1 = 0,68 мкФ.

При работе схемы рис.1 (с минимальным количеством элементов) можно заметить, что включение нагрузки (точнее, симистора) происходит скачкообразно при напряжении на нагрузке 70…100 В, а выключить нагрузку можно при напряжении на ней 20…30 В.

Если при регулировке мощности в нагрузке необходимо плавное включение, тогда следует в схему рис.1 добавить диодно-резистивную цепочку R5, V2, V3 (рис.10).

В качестве диодов используются маломощные диоды с обратным напряжением не ниже 300 В (КД102А, Д226Б, КД105 и др.).

При работе с индуктивной нагрузкой параллельно симистору необходимо включить цепочку R4C4 для ограничения скорости нарастания анодного напряжения.

Нельзя забывать о том, что симисторный регулятор является источником радиопомех в диапазоне ДВ, СВ и частично KB (примерно до 10 МГц). Поэтому регулятор необходимо эксплуатировать с фильтром радиопомех, особенно в устройствах, работающих длительное время.

Фильтр радиопомех L1C2, приведенный на рис.10, применяется в регуляторах, работающих с активной нагрузкой (осветительной и нагревательной). В случае индуктивной нагрузки саму нагрузку включают вместо дросселя L1.

Необходимо отметить, что элементы фильтра L1C2 образуют колебательный контур, потому при малой нагрузке (мощность менее 100 Вт) возможна работа регулятора с паразитной генерацией, и для ухудшения добротности контура L1C2 при малой нагрузке введены элементы демпфирования R3C3.

В качестве дросселя L1 используется катушка из 100 витков провода, намотанного на ферритовый стержень диаметром 6…9 мм и длиной 50 мм. Диаметр провода 0,41 соответствует максимальной мощности нагрузки примерно 250 Вт.

Предохранитель F1 на номинальный ток нагрузки защищает симистор от «сюрпризов» короткого замыкания в нагрузке.

При наладке регулятора мощности необходимо помнить, что все элементы устройства находятся под напряжением сети, поэтому прикасаться к любым частям схемы, пока она подключена к сети переменного тока, запрещается.

Источник: http://www.cavr.ru/article/2593-simistornyj-regulyator-moshhnosti

Ссылка на основную публикацию